Duurzamere werf zal komende jaren hybride werf blijken

Waterstof of elektrisch? Brandstoffen in de weegschaal

Als het regent in Amsterdam, druppelt het dan ook in Brussel? Want daar wordt al van aannemers verlangd om op de werf aan de slag te gaan met zero emissie voertuigen. En hoe groter de werf, hoe strikter de eisen. Allemaal goed en wel voor de kleinere machines. Die kunnen relatief makkelijk overschakelen naar elektrisch met aanvaardbare laadtijden en een relatief betaalbare meerprijs.

Maar hoe zit het met de grote kalibers, de zware graafmachines bijvoorbeeld? Welke opties bestaan er vandaag voor wie volledig groen wil gaan?

Laatste loodjes?

Voor graafwerken waar echte krachtpatsers voor nodig zijn, worden de zware graafmachines bovengehaald. Vanaf 25 ton vallen ze eigenlijk al in deze categorie, maar ze kunnen vlot de kaap van 40 ton ronden. De meest populaire brandstofkeuze voor deze machines is nog steeds diesel, al dan niet in een duurzamere biovariant. Daar is overigens op milieuvlak de afgelopen jaren al heel veel terreinwinst geboekt. Wie de vergelijking maakt met 1996 zal zien dat de uitstoot maar 1/1.600e is van wat het toen was. Dat heeft alles te maken met de komst van de Europese emissienormen, die steeds strengere uitstootmaxima opleggen. Zijn we er dan al helemaal? Allerminst, studies wijzen uit dat de bouw verantwoordelijk is voor 14,5% van de dieselpartikels aanwezig in de lucht. Dan gaat het om kooldioxide, koolmonoxide, zwavel, stikstofverbindingen en koolwaterstoffen. En die zijn we liever kwijt.

Naar zero emissie

Vanuit de overheid worden eisen opgelegd om met materiaal te werken zonder uitstoot. Een praktijk die in Nederland – vooral bij grotere werven – goed ingeburgerd raakt. Ook in België zijn er al initiatieven. Het Waregem Business Park (meer dan 11.000 m²) ging in 2018 met de eer lopen van eerste CO₂-neutraal gebouwde bedrijfssite. Dat ging toen nog door een deel van de uitstoot te compenseren met gecertificeerde klimaatprojecten. Vandaag wordt gekeken hoe emissies maximaal vermeden kunnen worden. Zo presenteerden APK Group, Fluvius, Volvo Trucks BeLux, Holcim België en Denys Group eerder dit jaar een proefproject dat daar in moet slagen met onder andere een volledig elektrische betonmixer en bouwvrachtwagens.

Doen we het elektrisch?

Is een groene bouwtoekomst dan een 100% elektrische werf? Waarschijnlijk niet. Elektriciteit is vaak een moeilijk te verkrijgen goed op een werf, omdat er nog geen verbinding met het elektriciteitsnet aanwezig is. Waar gaat u de stroom dan halen om die elektrische werfvoertuigen te laden?

Batterijen kunnen een optie zijn als er een kleine netaansluiting aanwezig is. Voor een kleine graafmachine kan het volstaan om een uurtje aan de kabel te hangen. Voor zware graafmachines en het vermogen dat ze kunnen ontwikkelen, zijn er grotere batterijen nodig binnenin. Helaas staan die meestal garant voor langere laadtijden. En we weten allemaal dat er zo weinig mogelijk tijd mag verloren gaan op een werf. Toch valt er veel voor een elektrische aandrijving te zeggen. De efficiëntie van de batterij van een elektrische machine ligt op 90%. Een zeer hoge score. 

Het gros van de sector van zware graafmachines kijkt dan ook in eerste instantie richting elektrisch. Deze doen het immers volledig zonder uitstoot en ook met een pak minder lawaai. In stedelijke gebieden, waar het meestal wat makkelijker aan elektriciteit geraken is, zullen we waarschijnlijk ook zware graafmachines in deze uitvoering aan het werk zien.

Of kiezen we voor waterstof?

Brandstofcellen

Een tweede veelgenoemde technologie om naar zero emissie te gaan is waterstof. Dat gebeurt al sinds 2021 in de praktijk, maar dan door gebruik te maken van brandstofcellen. Die zetten waterstof en zuurstof uit de omgevingslucht om in elektrische energie. Enkel als het om groene (uit elektrolyse aangedreven door hernieuwbare energie) of blauwe (uit elektrolyse op basis van fossiele brandstoffen in combinatie met CO₂-afvang en opslag) waterstof gaat is er sprake van CO₂-neutraliteit. Het nadeel van brandstofcellen is dat ze gevoelig zijn aan stof en vuil, net twee zaken die u op de werf niet kunt uitsluiten. De efficiëntie ligt vandaag op maximaal 60%.

Waterstofverbrandingsmotor

Momenteel wordt er daarom ook gewerkt aan een waterstofverbrandingsmotor voor zware graafmachines. Die zouden vanaf volgend jaar beschikbaar worden. Het grootste voordeel? In wezen is er geen groot verschil met een klassieke verbrandingsmotor: het gaat dus om een bestaande waardeketen en de injectie hoeft niet onder hoge druk te verlopen. De motoren kunnen aangepast worden om deels op diesel of volledig op waterstof te lopen, in functie van de beschikbaarheid van waterstof. Want dat is misschien nog de grootste achilleshiel van de waterstoftechnologie voor zware graafmachines: waar gaat al die waterstof vandaan komen? De productie moet nog opgeschaald worden om voldoende beschikbaarheid te garanderen. Er is wel al een oplossing bedacht om ze op de werf te krijgen: een mobiel watertankstation.

Kostenplaatje

Duurzaam werken, allemaal goed en wel, maar wat gaat dat allemaal kosten? Voor waterstof zou de meerprijs ten opzichte van klassieke verbrandingsmotoren binnen de perken blijven, omdat fabrikanten alles zo goed mogelijk binnen de bestaande machines proberen te passen. Onderhoudskosten zijn daarom vergelijkbaar. Enkel de tank zelf vraagt om gespecialiseerd personeel omwille van de aanwezige hoge druk. Wel zal de waterstofbrandstof nog moeten bijgerekend worden: momenteel kost waterstof tussen 19 en 24 euro per kg. Dat kunt u niet één-op-één vergelijken met de dieselprijs. Ter verduidelijking: 1 kg waterstof is goed voor ongeveer 100 km rijden, wat ongeveer overeenkomt met 5 l diesel.

Waterstof kost voorlopig dus nog meer, naarmate de productie opschaalt, zal de prijskloof steeds meer dichten. Wie elektrisch wil gaan, zal in het lichtere segment graafmachines het prijsverschil niet al te hoog zien oplopen. Maar hoe zwaarder de batterij, hoe groter dit verschil wordt. De winst zit vooral in de total cost of ownership, door de lagere kosten van elektriciteit en de mindere onderhoudskosten.

   

Conclusie

Een duurzamere werf zal de komende jaren waarschijnlijk een hybride werf zijn. Waar mogelijk zal men inzetten op rollend materiaal zonder milieu-impact. Denk elektrisch en waterstof. Maar vooralsnog is de droom van 100% emissievrij nog vrij utopisch. Beide technologieën hebben nog te kampen met maturiteitsproblemen om altijd en overal goed operationeel te zijn. We zullen ze weliswaar zien opduiken, maar er zullen ook nog zware graafmachines op biodieselgeneratoren aan de slag zijn. Maar die kunnen dan wel weer gecombineerd worden met slimme energieopslagsystemen op basis van lithium-ionaccutechnologie om de piekvraag op te vangen en een flinke reductie van de uitstoot (tot 80%) te realiseren. Voeg daar nog mobiele zonnepanelen aan toe voor het opladen van elektrische voertuigen en gereedschappen en we staan al een heel stuk verder.